本發(fā)明涉及增程器控制領(lǐng)域，具體是一種用于增程器上自動調(diào)節(jié)油門的方法。

背景技術(shù)：

增程器發(fā)動機產(chǎn)生的機械能通過電能的方式傳遞給驅(qū)動系統(tǒng)，沒有傳動比關(guān)系，多余的能量會對蓄電池進行充電。

驅(qū)動系統(tǒng)即為汽車的動力系統(tǒng)，通過控制電機的方式將電能轉(zhuǎn)化為機械能，電機的控制信號來源于傳感器，能量來源于增程器發(fā)動機。

如圖1所示，現(xiàn)有的技術(shù)控制方式如下：駕駛者需要通過機械傳動的方式控制發(fā)動機油門，給蓄電池以及電機供電，同時駕駛者也需要通過控制傳感器信號去控制車輛的轉(zhuǎn)速。如果發(fā)動機油門不穩(wěn)定，而傳感器信號波動很小，會造成車輛轉(zhuǎn)速變化大，反之亦然，所以在這個控制系統(tǒng)中，駕駛者需要通過同時控制兩個變量均波動小才能達到控制車輛穩(wěn)速的目的。

現(xiàn)有技術(shù)的缺點主要有

因為增程器發(fā)動機產(chǎn)生的實際上是電能，而人為對電壓的感知較弱，偏差較大，對蓄電池和驅(qū)動系統(tǒng)的長時間工作不利。人工需要同時控制兩個并行的模塊，對于駕駛這項危險系數(shù)高的行為來說，是有風(fēng)險的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于增程器上自動調(diào)節(jié)油門的方法，將蓄電池電壓以及發(fā)動機產(chǎn)生的電壓通過采樣電路獲取傳送給CPU，電壓信號在CPU中進行處理，再通過控制步進電機來實現(xiàn)增程器的發(fā)動機加油門或減油門。

進一步的，所述步進電機采用四相八拍控制方式，根據(jù)采樣電壓值與設(shè)定電壓的差值，調(diào)整步進電機的位置。

進一步的，若所述采樣電壓值小于低電壓門限，一個計算周期內(nèi)步進電機逆時針移動一拍，大幅增大油門；

若所述采樣電壓值大于低壓門限、小于設(shè)定電壓，設(shè)定電壓減去當(dāng)前電壓經(jīng)過計算得到系數(shù)值N，N個計算周期步進電機逆時針移動一拍，小幅增加油門；

若所述采樣電壓值大于設(shè)定電壓、小于高電壓門限，當(dāng)前電壓減去設(shè)定電壓經(jīng)過計算得到一個系數(shù)值M，M個計算周期步進電機順時針移動一拍，小幅減小油門；

若所述采樣電壓值大于高電壓門限，一個計算周期步進電機順時針移動一拍，大幅減小油門。

進一步的，該方法初始開始時，控制系統(tǒng)發(fā)出電壓測試信號，通過AD采樣模塊讀取電壓信息，然后對電壓信息進行判斷，從控制器的FLASH中讀取出相應(yīng)的電壓計算參數(shù)，包括通過高壓門限，低壓門限來快速計算電壓范圍，通過啟動電流上限，充電電流上限來快速計算速度門限，轉(zhuǎn)速保護上限，以及計算步進電機調(diào)整計算系數(shù)。

進一步的，對發(fā)動機電壓進行濾波：通過AD采樣口檢測發(fā)動機產(chǎn)生的電壓，采樣頻率為電機換相頻率，通過對前300個信號的計算，判斷電機的磁極對數(shù)，確定采樣電壓的濾波參數(shù)，以滑動濾波的方式對電壓信號進行計算。

進一步的，對發(fā)動機進行轉(zhuǎn)速保護：檢測轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速且當(dāng)前電壓低于設(shè)定時，控制系統(tǒng)進入限速模式，將轉(zhuǎn)速維持在最高轉(zhuǎn)速，檢測到電壓值大于設(shè)定電壓時跳出限速模式。

進一步的，對蓄電池進行充電電流保護：當(dāng)充電電流大于最大充電電流時，控制進入限流模式，將充電電流維持在最大充電電流，檢測到電壓值大于設(shè)定電壓時跳出限流模式。

本發(fā)明的用于增程器上自動調(diào)節(jié)油門的方法建立了自動監(jiān)測及控制系統(tǒng)，替代人工控制增程器油門的方法，通過電壓檢測單元對工作環(huán)境電壓進行監(jiān)控，通過數(shù)碼步進電機替代傳統(tǒng)的機械傳動控制油門方式進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)增程器發(fā)動機上油門控制的自動化，不僅減少了駕駛者的操控項，而且在穩(wěn)定電壓環(huán)節(jié)上更加精確，能夠在提供大功率給負載的同時，控制充電電流在安全范圍內(nèi)，極大程度減輕電瓶的損傷，增加電瓶壽命，避免了人工因素的影響，減少了人為的操作，延長了蓄電池和驅(qū)動系統(tǒng)的壽命，減少了駕駛者的風(fēng)險。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的技術(shù)控制方式流程圖；

圖2是本發(fā)明的用于增程器上自動調(diào)節(jié)油門的方法的流程圖；

圖3是蓄電池電壓相關(guān)參數(shù)計算流程圖；

圖4是發(fā)動機電壓濾波方式流程圖；

圖5是轉(zhuǎn)速保護流程圖；

圖6是電流保護流程圖。

具體實施方式

如圖2所示，本發(fā)明的用于增程器上自動調(diào)節(jié)油門的方法，采用自動監(jiān)測及控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，將蓄電池電壓以及發(fā)動機產(chǎn)生的電壓通過采樣電路獲取傳送給CPU，電壓信號在CPU中進行處理，再通過控制步進電機實現(xiàn)發(fā)動機的加油門和減油門，駕駛者只需要控制增程器開關(guān)動作。自動監(jiān)測及控制系統(tǒng)包括蓄電池電壓選擇模塊、發(fā)動機電壓濾波模塊、步進電機控制模塊和保護模塊。

以下詳細說明每個模塊的工作方式。

蓄電池電壓選擇模塊

因為電池技術(shù)的關(guān)系，不同品牌和型號的電瓶性能不同，同時也存在滿電缺電等不同的工作狀態(tài)，為了控制系統(tǒng)更好達到穩(wěn)壓的目的，會在整個工作階段不斷得對電瓶狀態(tài)進行判斷，通過蓄電池電壓選擇模塊選取相應(yīng)的計算參數(shù)參與計算。

如圖3所示，實現(xiàn)方式如下：在自動監(jiān)測及控制系統(tǒng)開始工作之后，控制系統(tǒng)發(fā)出電壓測試信號，通過AD采樣模塊讀取電壓信息，然后對電壓信息進行判斷，從控制器的FLASH中讀取出相應(yīng)的電壓計算參數(shù)，包括通過高壓門限，低壓門限來快速計算電壓范圍，通過啟動電流上限，充電電流上限來快速計算速度門限，轉(zhuǎn)速保護上限，以及計算步進電機調(diào)整計算系數(shù)。

從控制器中讀出相應(yīng)的計算參數(shù)。包括以下幾個：

基準電壓：作為控制基準，將油門調(diào)整到增程器的發(fā)電量等于基準電壓，由硬件電路采樣得到，基準電壓＝電池組型號(48V/60V/72V)*采樣系數(shù)(硬件電路決定)+校準值(硬件器件誤差)。

高壓門限，比高壓門限高，已經(jīng)超出發(fā)電量的偏差值，需要較快調(diào)整步進電機，高壓門限＝保護電壓(例如63V)*采樣系數(shù)+校準值；。

低壓門限，比低壓門限高，已經(jīng)超出發(fā)電量的偏差值，需要較快調(diào)整步進電機。低壓門限＝保護電壓(例如56V)*采樣系數(shù)+校準值。

快速計算電壓范圍：在這個電壓區(qū)間外，已經(jīng)會影響到車子工作狀態(tài)，步進電機的調(diào)整會加快，響應(yīng)更及時，這個一般出現(xiàn)在三輪車突然剎車或者突然啟動階段，快速計算電壓范圍＝快速計算門限＝基準電壓±(高壓門限-低壓門限)*響應(yīng)系數(shù)(響應(yīng)系數(shù)由實驗得到，大于1)。

啟動電流上限：根據(jù)硬件特性決定，用于電機啟動的電流保護作用，啟動電流上限＝理論電流*采樣系數(shù)+校準值。

充電電流上限：為了保護電瓶的壽命，ZCQ工作期間的充電電流不能過大，由電瓶性能決定，充電電流上限＝理論電流*采樣系數(shù)+校準值。

快速計算速度門限：電機的發(fā)電量并不是線性的，在處理上根據(jù)轉(zhuǎn)速將其分為由兩部分線性處理。一部分計算快，斜率大，另外一部分計算慢，斜率小。快速計算門限＝基準轉(zhuǎn)速(實驗值)+偏差值(由電瓶以及電機功率選擇)。

轉(zhuǎn)速保護上限制：由發(fā)動機型號決定，超過這個轉(zhuǎn)速發(fā)動機的工作性能變差，壽命下降。由發(fā)動機型號決定。為選擇值。

發(fā)動機電壓濾波模塊

如圖4所示，因為發(fā)動機四沖程的工作模式，導(dǎo)致在實際工作情況中，即使油門大小相同，發(fā)動機的的轉(zhuǎn)速并不是恒定的，線圈切割磁感線的速度也不同，產(chǎn)生的電壓也不為恒定值，因此需要對電壓進行處理?？刂葡到y(tǒng)等待駕駛者發(fā)出發(fā)動機工作信號，當(dāng)信號產(chǎn)生后，通過AD采樣口檢測發(fā)動機產(chǎn)生的電壓，采樣頻率為電機換相頻率，通過對前300個信號的計算，判斷電機的磁極對數(shù)，確定采樣電壓的濾波參數(shù)，以滑動濾波的方式對電壓信號進行計算。

步進電機控制模塊

步進電機采用四相八拍控制方式。根據(jù)采樣電壓值與設(shè)定電壓的差值，調(diào)整步進電機的位置。

系數(shù)值N、M為經(jīng)驗值。

保護模塊

增程器的功率與驅(qū)動電機的功率不匹配，或者驅(qū)動超載的情況，會使增程器和電池的使用壽命減小，為此，在控制系統(tǒng)中特別加入了保護模塊，內(nèi)容分別為轉(zhuǎn)速保護與電流保護；如圖5所示，轉(zhuǎn)速保護是為了限制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機工作在效率較高的區(qū)域。檢測轉(zhuǎn)速，當(dāng)轉(zhuǎn)速大于設(shè)定轉(zhuǎn)速且當(dāng)前電壓低于設(shè)定時，控制系統(tǒng)進入限速模式，將轉(zhuǎn)速維持在最高轉(zhuǎn)速，檢測到電壓值大于設(shè)定電壓時跳出限速模式。

如圖6所示，電流保護是為了限制充電電流，使蓄電池的充電電流小于最大充電電流，檢測充電電流，當(dāng)充電電流大于最大充電電流時，控制進入限流模式，將充電電流維持在最大充電電流，檢測到電壓值大于設(shè)定電壓時跳出限流模式。